CN106906813B - 一种液压插销升降系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压插销升降系统，属于升降系统技术领域。该升降系统包括桩腿和环梁，环梁包括上环梁和下环梁，上环梁与下环梁通过提升油缸连接，上环梁和下环梁上设置有伸缩插销，上环梁和下环梁中的至少一个为拱形环梁，拱形环梁包括n段梁体，n段梁体包括数量相等的第一梁体和第二梁体，第一梁体和第二梁体交替布置，第一梁体和第二梁体均成拱形，且第一梁体在竖直平面内向上拱起，第二梁体在竖直平面内向下拱起，提升油缸设置在第一梁体上，伸缩插销设置在第二梁体上，使得平台甲板的重力可以分散到第一梁体和第二梁体上，从而降低环梁由于载荷分布不均而出现的变形问题，提高了环梁的结构强度，使得平台的承载能力得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及升降系统技术领域，特别涉及一种液压插销升降系统。
背景技术
液压插销升降系统是一种为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物，通常由平台甲板、桩腿、升降机构等部分组成，是开发海洋石油的基础装备。
液压插销升降系统主要包括桩腿和环梁，其中环梁包括上环梁和下环梁，上环梁和下环梁之间通过提升油缸连接，上环梁直接与平台甲板固定连接，以支撑平台甲板。环梁上设置有多个伸缩插销，桩腿上则设置有与伸缩插销相适配的插销孔。通过控制下环梁的伸缩插销插入插销孔，上环梁的伸缩插销抽出插销孔，再控制提升油缸伸长或缩短，以使平台甲板上升或下降，当提升油缸伸长或缩短到合适的位置后，控制上环梁的伸缩插销插入插销孔，再控制下环梁的插销抽出插销孔，然后控制提升油缸缩短或伸长，以使下环梁上移或下移，之后再控制下环梁的伸缩插销插入插销孔，如此即可控制平台的连续升降。
在平台升降的过程中，以及平台静止时，整个平台的重力并非均匀作用在整个环梁上，其中大部分只作用在环梁上设置伸缩插销的位置，这就使得环梁会由于载荷分布不均而出现变形，降低了平台的承载能力。
发明内容
为了解决环梁由于载荷分布不均而出现变形的问题，本发明实施例提供了一种液压插销升降系统。所述技术方案如下：
一种液压插销升降系统，所述升降系统包括桩腿和环梁，所述环梁包括同轴套设在所述桩腿外的上环梁和下环梁，所述上环梁与所述下环梁之间通过多个提升油缸连接，所述多个提升油缸与所述桩腿的轴线平行，所述上环梁和所述下环梁上均沿周向间隔设置有多个伸缩插销，所述桩腿上沿轴线方向间隔设置有多个插销孔，所述上环梁和所述下环梁中的至少一个为拱形环梁，所述拱形环梁包括首尾顺次连接的n段梁体，其中，n≥4且n为偶数，所述n段梁体包括数量相等的第一梁体和第二梁体，所述第一梁体和所述第二梁体交替布置，所述第一梁体和所述第二梁体均为拱形结构，且所述第一梁体的拱形结构在竖直平面内向上拱起，所述第二梁体的拱形结构在竖直平面内向下拱起，所述提升油缸设置在所述第一梁体上，所述伸缩插销设置在第二梁体上。
优选地，所述环梁为箱梁，每个所述梁体包括在所述桩腿的径向方向上间隔设置的前面板和后面板、连接所述前面板和所述后面板的上面板和下面板、连接相邻两个所述梁体的前面板、后面板、上面板、下面板的一块侧板，所述上面板和所述下面板中的至少一块呈拱形，且当所述上面板和所述下面板均呈拱形时，所述上面板和所述下面板向同一方向拱起。
进一步地，所述前面板和所述后面板平行设置。
优选地，所述第一梁体的拱形结构的拱顶处设置有用于安装所述提升油缸的支座。
优选地，所述第一梁体的下面板呈拱形，所述支座包括两块竖直支撑板和设置在所述两块竖直支撑板之间的销轴，所述两块竖直支撑板分别连接在所述第一梁体的下面板上，所述提升油缸通过所述销轴与所述支座铰接。
可选地，所述第二梁体的拱顶处设置有用于安装所述伸缩插销的插销座。
进一步地，所述第二梁体的前面板和所述第二梁体的后面板上均设置有安装孔，所述插销座插装在所述安装孔中。
优选地，所述第二梁体内设置有多块插销座筋板，所述插销座筋板连接在所述插销座的外壁和所述第二梁体的前面板之间或所述插销座的外壁和所述第二梁体的后面板之间。
可选地，所述拱形环梁在垂直于所述桩腿的轴线的平面内的投影呈环形或正多边形。
可选地，所述梁体为焊接箱体结构。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：将上环梁或下环梁设置为拱形环梁，由于拱形环梁中的第一梁体和第二梁体交替布置，第一梁体和第二梁体均成拱形，通过第一梁体在竖直平面内向上拱起，提升油缸设置在第一梁体上，第二梁体在竖直平面内向下拱起，伸缩插销设置在第二梁体上，伸缩插销对第二梁体的作用力可以沿着拱形的第二梁体传递到第二梁体的两端，同时提升油缸对第一梁体的作用力可以沿着拱形的第一梁体传递到第一梁体的两端，使得平台甲板的重力可以分散到第一梁体和第二梁体上，从而可以降低环梁由于载荷分布不均而出现的变形问题，提高了环梁的结构强度，使得平台的承载能力得到提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种液压插销升降系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种梁体受力简图；
图3是本发明实施例提供的一种上环梁的侧视图；
图4是本发明实施例提供的一种上环梁的立体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种液压插销升降系统的结构示意图，如图1所示，升降系统包括桩腿11和环梁，环梁包括同轴套设在桩腿11外的上环梁21和下环梁22，上环梁21与下环梁22之间通过多个沿竖直方向设置的提升油缸12连接，上环梁21和下环梁22上均沿周向间隔设置有多个伸缩插销13，桩腿11上沿轴线方向间隔设置有多个插销孔11a，上环梁21和下环梁22中均为拱形环梁，拱形环梁包括首尾顺次连接的n段梁体，其中，n≥4且n为偶数，n段梁体包括数量相等的第一梁体31和第二梁体32，第一梁体31和第二梁体32交替布置，第一梁体31和第二梁体32均为拱形结构，且第一梁体31的拱形结构在竖直平面内向上拱起，第二梁体32的拱形结构在竖直平面内向下拱起，提升油缸12设置在第一梁体31上，伸缩插销13设置在第二梁体32上。
需要说明的是，虽然图1中的上环梁21和下环梁22均为拱形环梁，在其他实施例中，上环梁21和下环梁22中也可以只有一个为拱形环梁，本发明并不以此为限。
图2是本发明实施例提供的一种梁体受力简图，如图2所示，图中第一梁体31受到提升油缸12对其向下的作用力F1，第二梁体32受到伸缩插销13对其向上的作用力F2，由于第一梁体31和第二梁体32均为拱形结构，因此F1沿第一梁体31的分力和F2沿第二梁体32的分力相互抵消，降低了F1和F2对环梁的剪切作用，从而可以降低环梁的变形。
通过将上环梁或下环梁设置为拱形环梁，由于拱形环梁中的第一梁体和第二梁体交替布置，第一梁体和第二梁体均成拱形，通过第一梁体在竖直平面内向上拱起，提升油缸设置在第一梁体上，第二梁体在竖直平面内向下拱起，伸缩插销设置在第二梁体上，从而可以降低环梁由于载荷分布不均而出现的变形问题，提高了环梁的结构强度，使得平台的承载能力得到提高。
优选地，上环梁21和下环梁22均为拱形环梁，可以使得平台的重力分散到上环梁的第一梁体上，上环梁和下环梁上伸缩插销处受到的力可以分散到上环梁和下环梁的第二梁体上，同时在提升油缸伸缩时，对下环梁的压力也可以分散到下环梁的第一梁体上，从而进一步提高了环梁的结构强度，使得平台的承载能力得到进一步提高。
图3是本发明实施例提供的一种上环梁的侧视图，图4是本发明实施例提供的一种上环梁的立体结构示意图(为了便于显示环梁的内部，图4中略去了部分结构)，结合图3和图4，上环梁为箱梁，每个梁体包括在桩腿11的径向方向上间隔设置的前面板44和后面板45、连接前面板44和后面板45的上面板43和下面板42、连接相邻两个梁体的前面板44、后面板45、上面板43、下面板42的一块侧板41，上面板43和下面板42中的至少一块呈拱形，且当上面板43和下面板42均呈拱形时，上面板43和下面板42向同一方向拱起，相比于实心结构的梁体，箱体结构的梁体可以极大程度的降低环梁的重量，而结构强度的降低却很小。
进一步地，下环梁的结构可以与上环梁的结构相同，其具体结构可以参照图3和图4所示的上环梁。
实现时，梁体可以为焊接箱体结构，即每个梁体的一块侧板41、前面板44、后面板45、上面板43、下面板42之间通过焊接连接，加工方式简单。
可选地，拱形环梁在水平面内的投影呈环形或正多边形，例如本实施例中的拱形环梁在水平面内的投影为正八边形，在其他实施例中，也可以呈正四边形、正六边形等。
优选地，前面板44和后面板45平行设置，可以提高梁体的稳定性，例如，当拱形环梁在水平面内的投影呈正多边形时，前面板44和后面板45为平行设置的两块平板。
容易想到的是，当拱形环梁在水平面内的投影呈环形时，前面板44和后面板45的板面为曲面。
如图3所示，第一梁体31的拱顶处设置有用于安装提升油缸12的支座121，将支座121设置在第一梁体31的拱顶处可以使得传递到第一梁体31的两端的作用力更均衡。
实现时，第一梁体31的下面板42呈拱形，支座121包括两块竖直支撑板121a和设置在两块竖直支撑板121a之间的销轴121b，两块竖直支撑板121a分别连接在第一梁体31的下面板42上，提升油缸12通过销轴121b与支座121铰接。
如图1所示，上环梁上的支座121的销轴121b位于上环梁上的下面板42远离上面板43的一侧，下环梁上的支座121的销轴121b位于在下环梁上的下面板42靠近上面板43的一侧。
进一步地，两块竖直支撑板121a还可以与第一梁体31的上面板43焊接连接，使得两块竖直支撑板121a上的力可以同时传递到第一梁体31的上面板43和下面板42上，进一步提高第一梁体31的结构强度。
优选地，第一梁体31上可以设置两个或两个以上的支座121，每个支座121对应连接一个提升油缸12，从而在每一个第一梁体31上连接有多个提升油缸12，进而可以提高平台的载荷。
第二梁体32的上面板43和下面板42可以均呈拱形，由于伸缩插销13对环梁的力比提升油缸12对环梁的力更大，因此第二梁体32受到的力更大，通过将第二梁体32的上面板43和下面板42都设置为拱形，使得第二梁体32的上面板43和下面板42都能将受到的力向第二梁体42的两端传递，可以有利于将伸缩插销13对环梁的力分散到第二梁体32上。
进一步地，第二梁体32中的各板的厚度大于第一梁体31中的各板的厚度，可以提高第二梁体32的结构强度。
如图3所示，第二梁体32的拱顶处设置有用于安装伸缩插销13的插销座131，将插销座131设置在第二梁体32的拱顶处可以使得伸缩插销13对第二梁体32的作用力更好的分散到第二梁体32上。
实现时，第二梁体32的前面板44和第二梁体32的后面板45上均设置有安装孔44a，插销座131插装在安装孔44a中。
其中，插销座131可以呈筒状，插销座131的外壁与第二梁体32的前面板44和第二梁体32的后面板45焊接连接。
进一步地，第二梁体32内设置有多块插销座筋板132，插销座筋板132连接在插销座131的外壁和第二梁体32的前面板44或插销座131的外壁和第二梁体32的后面板45之间，通过在第二梁体32内设置插销座筋板132，可以进一步提高第二梁体32的结构强度，将插销座131受到的力更均匀的分散到第二梁体32的前面板44和第二梁体32的后面板45上，降低安装孔44a处的形变。
进一步地，多块插销座筋板132也可以同时与侧板41、前面板44、后面板45、上面板43、下面板42中的多块连接，以提高第一梁体31和第二梁体32的结构强度。
优选地，第一梁体31和第二梁体32内还可以设置多块肋板，肋板可以连接在侧板41、前面板44、后面板45、上面板43和下面板42之间，以提高第一梁体31和第二梁体32的结构强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种液压插销升降系统，所述升降系统包括桩腿(11)和环梁，所述环梁包括同轴套设在所述桩腿(11)外的上环梁(21)和下环梁(22)，所述上环梁(21)与所述下环梁(22)之间通过多个提升油缸(12)连接，所述多个提升油缸(12)与所述桩腿(11)的轴线平行，所述上环梁(21)和所述下环梁(22)上均沿周向间隔设置有多个伸缩插销(13)，所述桩腿(11)上沿轴线方向间隔设置有多个插销孔(11a)，其特征在于，所述上环梁(21)和所述下环梁(22)中的至少一个为拱形环梁，所述拱形环梁包括首尾顺次连接的n段梁体，其中，n≥4且n为偶数，所述n段梁体包括数量相等的第一梁体(31)和第二梁体(32)，所述第一梁体(31)和所述第二梁体(32)交替布置，所述第一梁体(31)和所述第二梁体(32)均为拱形结构，且所述第一梁体(31)的拱形结构在竖直平面内向上拱起，所述第二梁体(32)的拱形结构在竖直平面内向下拱起，所述提升油缸(12)设置在所述第一梁体(31)上，所述伸缩插销(13)设置在第二梁体(32)上。
2.根据权利要求1所述的升降系统，其特征在于，所述环梁为箱梁，每个所述梁体包括在所述桩腿(11)的径向方向上间隔设置的前面板(44)和后面板(45)、连接所述前面板(44)和所述后面板(45)的上面板(43)和下面板(42)、连接相邻两个所述梁体的前面板(44)、后面板(45)、上面板(43)、下面板(42)的一块侧板(41)，所述上面板(43)和所述下面板(42)中的至少一块呈拱形，且当所述上面板(43)和所述下面板(42)均呈拱形时，所述上面板(43)和所述下面板(42)向同一方向拱起。
3.根据权利要求2所述的升降系统，其特征在于，所述前面板(44)和所述后面板(45)平行设置。
4.根据权利要求2所述的升降系统，其特征在于，所述第一梁体(31)的拱形结构的拱顶处设置有用于安装所述提升油缸(12)的支座(121)。
5.根据权利要求4所述的升降系统，其特征在于，所述第一梁体(31)的下面板(42)呈拱形，所述支座(121)包括两块竖直支撑板(121a)和设置在所述两块竖直支撑板(121a)之间的销轴(121b)，所述两块竖直支撑板(121a)分别连接在所述第一梁体(31)的下面板(42)上，所述提升油缸(12)通过所述销轴(121b)与所述支座(121)铰接。
6.根据权利要求2所述的升降系统，其特征在于，所述第二梁体(32)的拱顶处设置有用于安装所述伸缩插销(13)的插销座(131)。
7.根据权利要求6所述的升降系统，其特征在于，所述第二梁体(32)的前面板(44)和所述第二梁体(32)的后面板(45)上均设置有安装孔(44a)，所述插销座(131)插装在所述安装孔(44a)中。
8.根据权利要求6所述的升降系统，其特征在于，所述第二梁体(32)内设置有多块插销座筋板(132)，所述插销座筋板(132)连接在所述插销座(131)的外壁和所述第二梁体(32)的前面板(44)之间或所述插销座(131)的外壁和所述第二梁体(32)的后面板(45)之间。
9.根据权利要求1～8任一项所述的升降系统，其特征在于，所述拱形环梁在垂直于所述桩腿(11)的轴线的平面内的投影呈环形或正多边形。
10.根据权利要求2～8任一项所述的升降系统，其特征在于，所述梁体为焊接箱体结构。
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